Распыление диэлектрических мишеней

Для того чтобы обеспечить распыление диэлектрической мишени, приходится нейтрализовать положительный заряд на ее поверхности подачей высокочастотного (ВЧ) переменного потенциала. При этом в системе распыления, которая представляет собой диодную систему (рис. 36, а, б) с катодом [c.52]

Так как в плазме положительного столба 4 содержатся равные количества ионов и электронов, при переменной поляризации мишени во время отрицательного полупериода (рис. 36, а) она притягивает ионы 3. Ускоренные ионы бомбардируют и распыляют диэлектрическую мишень, одновременно передавая ей свой заряд. При этом мишень накапливает положительный заряд и интенсивность распыления начинает снижаться. Во время положительного полупериода (рис. 36, б) мишень притягивает электроны 5, которые нейтрализуют заряд ионов, превращая их в молекулы 6. В следующие отрицательный и положительный полупериоды процессы повторяются и т.д. [c.52]

Исследовалось также применение в качестве реактивного газа при получении пленок нитрида кремния вместо азота аммиака [114]. В этом случае, в отличие от распыления в азоте, оказалось возможным добавлять в распылительную атмосферу относительно большие количества аргона, не изменяя стехиометрии получаемых пленок. Так, например, в атмосфере аргона, содержащей всего 2% аммиака, получались пленки, состоящие в основном из нитрида кремния, а для получения чистых пленок нитрида кремния в распылительной атмосфере было достаточно 5% аммиака. В противоположность этому пленки, полученные распылением мишени из кремния в атмосфере, состоящей из 5% азота и 95% аргона, были по существу из чистого кремния. Эта повышенная активность аммиака объясняется большей концентрацией ионов N при разряде в присутствии аммиака. Основной недостаток пленок нитрида кремния, полученных реактивным распылением в аммиаке, заключается в том, что они содержат примесь водорода, которая может влиять на некоторые диэлектрические свойства этих пленок. [c.442]

Имеются возможности получать диэлектрические пленки методом вакуумного высокочастотного распыления на установке диодного типа при горизонтально расположенной мишени. При этом распыляемый материал используется в виде порошка с размером частиц около 1 мкм [41, с. 286]. [c.42]

Высокочастотное распыление начали применять, когда потребовалось наносить диэлектрические пленки. В предьщущей главе предполагалось, что распыляемое вещество - металл. При этом ударяющийся о мишень ион рабочего газа нейтрализуется на ней и возвращается в вакуумный объем рабочей камеры. [c.51]

Распыление диэлектрических мишеней производят в диодной системе, но не при постоянном потенциале, а на высокой (10 МГц) частоте. Если к диэлектрической мишени приложить постоянный отрицательный потенциал, положительные ионы за короткий промежуток времени после подачи потенциала создадут на поверхности положительный заряд. Поле этого заряда скомпенсирует первоначальное поле отрицательного электрода и распыление прекратится. Поэтому для распыления необходимо удалять положительный заряд о поверхности диэлектрической мишени, что достигается приложением к мишени высокочастотного потенциала. В положительный полупериод мишень подвергается бомбардировке электронами, квтврые нейтрализуют положительный поверхност- [c.147]

Наряду с рассмотренными асимметричными системами ВЧ распыления было разработано несколько симметричных систем, в которых два высокочастотных электрода имеют одинаковые площади. Как мы уже говорили, в таких устройствах для проведения ВЧ распыления разделительный конденсатор во внешнюю цепь можно не включать. По-видпмому, основная цель создания таких конструкций заключается в том, чтобы исключить любую возможность распылении заземленного электрода. Кроме того, так как в этом случае используются два электрода-мишени, их можно взаимно располагать таким образом, чтобы улучшить однородность осаждаемых пленок по толщине. Две конструкции, в которых реализуются этн идеи, представлены на рис. 3 . На рис. 31,а изображен дисковый электрод, расположенный концентрически внутри кольцевого электрода такой же площади, причем оба электрода закрыты одним диском распыляемого диэлектрика [134]. В конструкции, показанной на рис. 31,6, возможно как прямое распыление самих электродов, так и распыление диэлектрических мишеней, помещаемых на поверхносгь этих электродов [135]. Заметим, что часто с целью большей безопасности заземляют среднюю точку вторичной обмотки выходного трансформатора ВЧ источника питания подобных систем. В этом случае система уже не будет симметричной ее следует рассматривать как устройство с двумя электродами, на которые ВЧ напряжение относительно заземленных чаете) устройства (играющих роль электрода большей площади) подается со сдвигом фазы на 180°, [c.450]

Аналогия с биллиардной игрой объясняет (по крайней мере до известной степени) предпочтительный выброс распыляемых атомов в направлениях плотной упаковки кристаллической решетки. Эту особенность ионного распыления подтвердили расчеты на ЭВМ и эксперименты, напоминающие биллиардную игру. Однако не следует упускать из вида некоторые важные различия между распылением атомов и столкновением биллиардных шаров. При больших скоростях бомбардировки нужно не только уменьшать относительные размеры биллиардных шаров, но и помнить, что эти шары уже не являются твердыми сферами и не могут оставаться неповрежденными . Некоторые атомы, особенно в случае металлических поверхностей, загрязненных адсорбированными примесями, или в случае диэлектрических мишеней, могут испускаться в возбужденном состоянии или в виде отрицательных или положительных ионов. Вследствие этого существует разница, которую часто не замечают, между ионно-лучевым распылением в отсутствие электрического поля и ионно-плазмеин1, м распылением, при котором мишень находится под отрицательным потенциалом относительно окружающей ее плазмы. В последнем случае испускаемые положительные ноны возвращаются обратно на мишень, тогда как отрицательные ионы (как и вторичные электроны) ускоряются в направлении от поверхности мишени. Эти отрицательные ионы (часто кислород или углеводороды) могут вызвать вторичное распыление материала на подложке или где-либо в устройстве, куда они еще могут попасть. Масс-спектрометрический анализ положительных ионов, выбитых из мишени путем ионно-лучевого распыления, обнаружил удивительное и еще не объясненное явление часто многие из распыленных ионов представляют собой целые заряженные скопления атомов, [c.355]

В литературе последних лет обсуждается множество проблем, решить которые пытаются с помощью получения пленок методом ионного распыления. При этом исследуются различные пленки и разнообразные области их использования от сверхпроводящих пленок до керметов (одновременное распыление металлической и диэлектрической мишеней) от сегнето- и пьезоэлектрических пленок до ферромагнитных от резистивных, проводящих и диэлектрических пленок для пассивных элементов микросхем до защитных и пассивирующих в активных устройствах от покрытий для лучщего предохранения от коррозии, истирания и износа до пленок твердой смазки от покрытий пластмассы дли электрических схем на гибких подложках или гибких соединителей до покрытий лезвий бритв от фотоэмиссионных пленок до оптических покрытий от попыток создания новых пленочных метастабильных сплавов до изготовленил сплошных хромовых. масок для фототравления. Перечисленные вопросы сбсуждаются в других главах данной книги. [c.363]

Поскольку ионное распыление является весьма непроизводительным процессом, для получения бо.тьших скоростей осаждения необходимо выяснить способы и методы эффективного охлаждения мишени. Здесь можно наметить ряд проблем, особенно в случае использования диэлектрических мишеней. Несомненно, основной причиной разогрева подложки является ее облучение вторичными электронами. Очевидным решением этой задачи было бы исключение попадания на подложку вторичных электронов. Наиболее просто этого можно достигнуть путем приложения соответствующих магнитных полей в системе с цилиндрической геометрией. [c.369]

Одной из причин повторного распыления материала с подложки является бомбардировка ее отрицательными ионами, выбрасываемыми из мишени под действием ионной бомбардировки и ускоряемыми до высоких скоростей в ионной оболочке. Число таких ионов, выбиваемых с чистой поверхности металла, пренебрежимо мало, однако в случае диэлектрических мншгней число таких ионов может достигать заметной величины. Эффекты повторного распыления материала с подложки быстрыми отрицательными ионами легко можно продемонстрировать, помещая на полпути между мишенью и подложкой небольшое препятствие. Отрицательные ионы, двигаясь перпендикулярно плоской поверхности мишени, отбрасывают на подложку четкую тень этого препятствия, отличающуюся по толщине осаждаемой пленки. С помощью слабого магнитного поля, параллельного поверхности мишени, можно разделить эффекты, вызываемые вторичными электронами и отрицательными ионами, бомбардирующими подложку. [c.369]

Экранирование катода и однородность пленок. Обычно распылительная система монтируется таким образом, чтобы ионное распыление имело место лишь на одной стороне мишени. Это объясняется тем, что на обратной стороне часто располагаются охлаждающие змеевики, крепления и т. п,. распыление которых было бы весьма нежелательным. Кроме того, это обусловлено необходимостью экономии полного тока, подводимого к катоду. От нежелательного распыления чаще всего избавляются, применяя матал-лические экраны, и.меющие потенциал анода и располагаемые от катода на расстоянии, меньшем толщины катодного темного пространства [1]. Как уже отмечалось ранее, нельзя зажечь разряд между двумя поверхностями, разделенными промежутком, который был бы меньше катодного темного про-странства.Очевидно, что экран катода должен повторять все его контуры с тем, чтобы нигде не отстоять от катода дальше, чем на толщину катодного темного пространства. Если даже разряд, возникший где-либо внутри системы экран — катод, и не приведет к появлению распыленного материала в рабочем объеме, он может легко перерасти в дуговой разряд. Чтобы предотвратить распыление определенных участков катода, вместо экранирования их можно изолировать, покрыв диэлектрическим материалом. Однако при этом возникает опасность газовыделения придание же необходимой фор.мы диэлектрическому покрытию является несравнимо более сложной задачей, чем изготовление металлического экрана. Кроме того, часто возникают осложнения в связи с осаждением на диэлектрик распыляемого материала. [c.421]

Метод высокочастотного реактивного распыления предпочтителен в тех случаях, когда на проводящей мишени при распылении под постоянным напряжением формируются диэлектрические участки, тормозящие процесс. Чтобы предупредить это явление, на мишень подают сумму переменного и постоянного отрицательного напряжений. Для синтеза покрытия 81зК4 в работе [45] использована установка тетродного типа с характеристиками [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология